Programa - prof.usb.ve.

UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR
DEPARTAMENTO DE CIENCIA DE
LOS MATERIALES
DIVISION
DEPARTAMENTO
ASIGNATURA
REQUISITO
HORAS/SEMANA
VIGENCIA
FISICA Y MATEMATICA
CIENCIA DE LOS MATERIALES
MT-2218 PROCESOS CERÁMICOS II
MT-2117
T: 4 P: 1 UNIDADES: 4
Enero 1999
OBJETIVOS
Estudiar las transformaciones físico-químicas involucradas en el tratamiento térmico de
materiales cerámicos tradicionales. Estudiar los procesos de sinterización al estado
sólido y mediante fase líquida. Familiarizarse con las nuevas técnicas de sinterización.
CONTENIDO
Tema 1. Introducción
Definición de ciclos térmicos y de los principales fenómenos físico-químicos que se
producen en el tratamiento de los productos cerámicos.
Tema 2. Fenómenos Físicos
Transformaciones reversibles e irreversibles que ocurren en tratamientos térmicos de la
sílice y los alumino-silicatos.
Tema 3. Fenómenos Químicos
Deshidratación y descomposición de los alumino-silicatos, carbonatos, sulfatos,
materiales orgánicos y otros compuestos anexos, que se encuentran en las pastas
cerámicas.
Tema 4. Aplicaciones de Diagramas de Fases
Reacciones entre los principales componentes de los productos cerámicos tradicionales
(arcillas, caolines, sílice y feldespatos) durante el tratamiento térmico Aplicaciones de
los diagramas binarios (albita-sílice, mulita-sílice) y ternarios (SiO2-Al2O3-CaO, SiO2Al2O3-MgO) al tratamiento térmico.
Tema 5. Sinterización en Presencia de Fase Líquida
Clasificación y descripción de los diferentes procesos. Definición de parámetros que
determinan la sinterización en presencia de fase líquida: Energía superficial, ángulo de
mojado, equilibrio de presiones en la interfaz (teorema de Laplace), capilaridad,
solubilidad. Etapas y mecanismos elementales de la sinterización en presencia de fase
líquida. El modelo de Kingery. Evolución microestructural: densificación y crecimiento
de granos.
Tema 6. Modelos para la Sinterización al Estado Sólido
Mecanismos de transporte de masa (flujo viscoso, evaporación y condensación, difusión
en superficie, difusión en volumen, difusión en límites de grano). Etapas de la
sinterización al estado sólido. Cálculo de la velocidad de contracción, modelo de Coble.
Influencia de los aditivos y de la atmósfera.
Tema 7. Nuevos Procesos de Sinterización
Sinterización bajo presión: Principio de HP y HIP. Aplicación a la sinterización de
óxidos puros, carburos, nitruros y boruros. Equipos de sinterización bajo presión. Breve
descripción de los nuevos métodos de sinterización reactiva, infiltración. Nuevos
métodos de calentamiento: láser, plasma, microondas, descargas eléctricas.
BIBLIOGRAFÍA GENERAL
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A.R. Di Giampaolo: Guía de Procesos Cerámicos II, USB, 1998.
R. M. German. Sintering Theory and Practice, Cap. 1 y 6, John Wiley and Sons Inc.,
1996.
Bergeron and Risbud: Introduction to Phase Equilibria in Ceramics, Cap. 6,
American Ceramic Society. Inc., Columbus O. H., 1984.
W.D. Kingery, H.K. Bowen, D.R. Uhlmann: Introduction to Ceramics, Ed. John
Wiley and Sons Inc., 1976.
W.D. Kingery, H.K. Bowen, D.R. Uhlmann: Introduction to Ceramics, Cap.I, “da
Ed. John Wiley and Sons Inc., 1976.
BIBLIOGRAFÍA POR TÓPICO
Tema 1
• W.D. Kingery, H.K. Bowen, D.R. Uhlmann: Introduction to Ceramics, Cap.I, “da
Ed. John Wiley and Sons Inc., 1976.
Tema 2
• W.D. Kingery, H.K. Bowen, D.R. Uhlmann: Introduction to Ceramics, Cap.I, “da
Ed. John Wiley and Sons Inc., 1976.
• ASM Handbook Vol 10, Materials Characterization, 3ra Ed., 1992.
Tema 3
• R. W. Grimshaw: The Chemestry and Physics of Clays and Allied Ceramic
Materials. Cap. XI, John-Wiley, 1971.
• ASM Handbook Vol 10, Materials Characterization, 3ra Ed., 1992.
Tema 4
• W.D. Kingery, H.K. Bowen, D.R. Uhlmann: Introduction to Ceramics, Cap.XI, “da
Ed. John Wiley and Sons Inc., 1976.
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•
Bergeron and Risbud: Introduction to Phase Equilibria in Ceramics, Cap. 6,
American Ceramic Society. Inc., Columbus O. H., 1984.
W. Carty, U. Sepanaty: Porcelain-Raw Materials, Processing, Phase Evolution and
Mechanical Behavior, Journal American Ceramic Society, 1998.
Tema 5
• R. M. German. Sintering Theory and Practice, Cap. 1 y 6, John Wiley and Sons Inc.,
1996.
Tema 6
• R. M. German. Sintering Theory and Practice, Cap. 3, John Wiley and Sons Inc.,
1996.
Tema 7
• R. M. German. Sintering Theory and Practice, Cap. 7 y 8, John Wiley and Sons Inc.,
1996.
EVALUACIÓN
Tres (03) exámenes parciales 90% y 10% de evaluación continua.
Primer Parcial
Segundo Parcial
Tercer Parcial
30% Miércoles de la cuarta
30% Miércoles de la octava
30% Miércoles de la doceava
Trabajo Individual
10% Estudio e interpretación de artículos relacionados con la
materia
Características del trabajo:
1. En grupo: máximo de 2 personas
2. Revisión bibliográfica sobre al menos 5 artículos recientes, especializados
referidos a procesos de sinterización de un mismo material.
3. El tema es: Procesos de Sinterización, métodos, características innovaciones
sobre la sinterización de los siguientes materiales: Alúmina, Carburo de Silicio,
Carburo de Tungsteno, Nitruro de Aluminio, Periclasa (MgO), y Zirconia.
4. El tema se rifará al azar, para su asignación entre los grupos
5. Se debe presentar un trabajo manuscrito una semana antes de la exposición del
trabajo, para su corrección y observaciones
6. Se debe presentar una exposición de no más de 15 minutos.
7. Al final se entregará una copia manuscrita, y al resto de los compañeros se le
dará una copia digital.
8. Los trabajos se comenzarán a presentar a partir de la 5ta semana, a razón de un
trabajo por semana y por clase, hasta completar todos los trabajos.
NOTA IMPORTANTE
De incumplirse los puntos 5, 6, 7 y 8, el grupo que incurra en la falta
perderá dos puntos por cada item incumplido.